动物饲养恒温箱控制系统的设计毕业论文.doc

动物饲养恒温箱控制系统的设计毕业论文 目录 摘 要 I Abstract II 第1章 绪论 1 1.1研究背景及意义 1 1.2研究现状 3 1.3研究内容 4 第2章 系统总体方案设计 6 2.1 设计方案论证 6 2.1.1 方案一 6 2.1.2 方案二 7 2.2设计方案选择 7 第3章 系统硬件电路设计 9 3.1电源电路 9 3.2 控制芯片选择 10 3.2.1 AT80C51芯片 11 3.2.2 引脚说明 11 3.3显示电路 15 3.3.1 七段LED数码管的原理 15 3.3.2显示电路整体设计 18 3.4 键盘电路 18 3.5温度采集电路 19 3.5.1 DS18B20引脚及说明 20 3.5.2 DS18B20的参数和用法 20 3.6 时钟频率电路 22 3.7 复位电路 23 3.8 越限报警电路 24 3.9 执行电路 25 第4章 系统软件设计 26 4.1软件任务分析 26 4.2 主程序 27 4.3 设定温度子程序 28 4.4温度采集子程序 29 4.5温度比较处理子程序 29 4.6定时中断应答子程序 30 4.6.1定时中断0中断服务子程序 30 4.6.2定时器1中断服务子程序 31 4.7 模糊运算子程序 32 第5章 调试与仿真 36 5.1 调试过程与现象 36 5.2 调试问题及解决方法 36 5.2.1 调试问题 36 5.2.2解决方法 36 5.3 仿真结果 37 5.3.1 温度控制仿真 37 5.3.2 设定温度程序仿真 38 5.3.3 DS18B20 温度采集程序仿真 38 结束 40 参考文献 41 致谢 43 附录A 系统硬件电路图 44 附录B 程序清单 46 第1章 绪论 随着生活水平的提高，越来越多的人喜欢饲养宠物，采用单片机控制并加入控制算法实现温度的精确控制，能够提高动物的成活率，改善动物的生活环境。因此，该课题具有重要的理论意义和使用价值。 1.1研究背景及意义 在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。温度是工农 业生产、气象、环保、国防、科研、航天和科学实验中的重要参数，它是一种常见的过程变量，因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形，结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制不好就可能引起生产安全，产品质量和产量等一系列问题。温度控制是许多机器的重要的构成部分，它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内，然后进行工件的加工与处理。不论是在生活中还是在工业生产过程中，温度的变化对生活、生产的某些细节环节都会造成不同程度的影响，所以适时地对温度进行控制具有重要的意义[1]。 温度是工业对象中主要的被控参数之一，象冶金、机械、食品、化工各类工业中，广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等，对工件的处理温度要求严格控制，计算机温度控制系统使温度控制指标得到了大幅度提高[3]。 温度控制器是实现可测温和控温的电路,是对温度进行控制的电开关设备，它主要分为机械式温控器和电子式温控器两种，温度器属于信息技术的前沿尖端产品，已被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。现今社会，越来越多的环境需要对温度进行控制,随着温控器应用领域和范围的日益广泛，温控器的研究与应用正在市场中逐渐占有一席之地,并在日渐成熟中占有巨大的市场前景。随着研究的发展与深入, 温控器现已陆续推出基本款的A系列、高功能的B系列、模块化省配线的C系列等等齐全系列温度控制器[4]。温度控制器的发展与研究已越来越势不可挡, 但目前温控器行业进入门坎相对较低，如何为客户提供更合适、性价比更好的产品，以及如何及时开发新的需求并实现它的价值已越来越重要, 在这种情况下温度控制器的研究十分必要。 传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，现今的温度采集以单片机为主的微处理器测控技术，形成数字与模拟混合的测控系统和纯数字测控系统的应用，并正向全数字测控方向快速发展。单片机是在一块硅片上集成了各种部件的微型计算机，这些部件包括中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路。用单片机取代模拟电路作为温度的测量控制器有如下优点[5]： （1）可靠性高。芯片本身是按工业测控环境要求设计的，其工业抗干扰能力优于一般的通用CPU，且程序指令、系统常数均固化在ROM中，不易破坏，硬集成度高，使系统整体可靠性大大提高。 （2）易于扩展。单片机内具有计算机正常运行所必需的部件，芯片外部有许多供扩展用三总线及并行、串行管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。 （3）控制能力强。为满足工业控制要求，单片机的指令系统均有极为丰富的